正弦振动激励下GIS内自由金属微粒运动特性

作     者：李杰 李晓昂 吕玉芳 吴治诚 赵科 张乔根 Li Jie;Li Xiaoang;LüYufang;Wu Zhicheng;Zhao Ke;Zhang Qiaogen

作者机构：电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学)西安710049 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京210000 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2021年第36卷第21期

页      面：4580-4589,4597页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 080803[工学-高电压与绝缘技术] 08[工学] 

基　　金：国家电网有限公司科技项目资助(5500-202018080A-0-0-00) 

主　　题：气体绝缘组合电器(GIS) 自由金属微粒 工频电压 正弦振动 起跳场强 超声飞行图谱 

摘      要：自由金属微粒是影响气体绝缘组合电器(GIS)绝缘可靠性的主要威胁之一,常具有潜伏性和随机性,而GIS振动可激励微粒起跳并诱发绝缘击穿,但相关研究鲜有报道。该文建立了特高压GIS中工频电压叠加正弦振动条件下自由金属微粒的荷电、受力和运动仿真计算模型,研究了不同外施电压和振动参数对微粒运动特性的影响规律,并获得不同条件下微粒的超声飞行时间谱图。研究结果表明:初始时刻,在壳体加速度作用下,微粒起跳场强随振幅的增加逐渐降低,微粒半径对起跳场强影响随振幅的增加逐渐减小。微粒运动过程中,相邻两次碰撞间最大飞行高度与碰撞瞬间恢复速度及电压相位有关,且与微粒飞行时间呈正相关。与仅施加工频电压相比,外施振动激励条件下,微粒飞行时间图谱在电压幅值较低时即呈现明显的三角脉冲,且微粒飞行时间图谱呈山峰状,与带状飞行图谱相比具有明显差异,具有较高的识别性。